通过组合预期和实时优化以操作混合电力系统的系统和方法技术方案

公开了用于运行混合电力系统的系统和方法。控制器可执行操作，包括：获取负荷预测；获取每个电力资产组的电力可用性预测和能量成本预测；执行至少一个预期优化以确定用于优化总操作成本的组的调度的有功功率命令；跟踪在线负载；跟踪所述组的在线功率可用性和在线能量成本；执行至少一个在线优化以确定所述组的在线有功功率命令，所述在线有功功率命令(i)解释所述负载预测与所述在线负载之间的差异，(ii)解释所述功率可用性预测与所述在线功率可用性之间的差异，以及(iii)优化所述总操作成本；以及基于所调度的有功功率命令和所述在线有功功率命令来操作所述组。线有功功率命令来操作所述组。线有功功率命令来操作所述组。

【技术实现步骤摘要】
通过组合预期和实时优化以操作混合电力系统的系统和方法


[0001]本专利技术的各种实施例总体上涉及混合电力系统控制，并且更具体地，涉及用于优化混合电力系统控制的系统和方法。

技术介绍

[0002]混合电力系统，例如结合了多种发电和/或蓄电模式的电源系统，可以具有许多益处，例如降低的电源成本或排放、和/或改善的可持续性、可靠性、冗余性等。然而，管理多种类型的电力资产可能是复杂的，并且因此可能难以在其全部潜力下运行混合电力系统。此外，随着电力资产的数量和电力资产类型的增加，管理混合电力系统的复杂性可能迅速扩大。
[0003]已经开发了针对该控制问题的不同方法。一些方法利用基于规则的算法来对多个电力资产做出电力分配决定。然而，这样的方法通常错过边缘情况，并且由于难以用规则描述如此复杂的问题空间，通常是次优的。一些方法应用优化技术。然而，混合电力系统的复杂性可能导致优化在计算方面上的昂贵。另外，传统的优化技术可能没有考虑特定类型的电力资产的方面，例如维护或替换、资产降级等。
[0004]美国公开号为2020/0198495A1的专利描述了一种用于具有减少的蓄电池老化的混合电动车辆的实时能量管理策略。该参考文献公开了通过在监督控制器上实现的自适应等效消耗管理策略(A－ECMS)来调整混合电力系统中能源的使用。A－ECMS可以考虑燃料经济性和蓄电池容量退化，以考虑蓄电池老化来优化燃料消耗。然而，该方法可能没有考虑特定类型的电力资产的各个方面，并且此外没有解决随着电力资产数量增加的计算复杂度问题。
[0005]所公开的方法和系统可以解决上述一个或多个问题和/或本领域中的其它问题。然而，本专利技术的范围由所附权利要求限定，而不是由解决任何特定问题的能力限定。

技术实现思路

[0006]根据本方面的某些方面，公开了用于优化混合动力控制系统的方法和系统。
[0007]在一个方面，一种操作混合电力系统的方法可包括：获取所述混合电力系统的负荷预测；获取多个电力资产组中的每个电力资产组的电力可用性预测和能量成本预测；执行至少一个预期优化以确定用于所述多个电力资产组的调度的有功功率命令，所述调度的有功功率命令优化所述混合电力系统的总运行成本；跟踪所述混合电力系统的在线负载；跟踪所述多个电力资产组的在线电力可用性和在线能量成本；执行至少一个在线优化以确定用于所述多个资产功率组的在线有功功率命令，所述在线有功功率命令(i)解释所述负载预测与所述在线负载之间的差异，(ii)解释所述功率可用性预测与所述在线功率可用性之间的差异，以及(iii)优化所述混合电力系统的总操作成本；以及基于调度的有功功率命令和所述在线有功功率命令来操作所述多个电力资产组。
[0008]在另一方面，用于混合电力系统的控制器可包括：至少一个存储指令的存储器；以
及至少一个处理器，其可操作地连接到所述存储器，并被配置为执行所述指令以执行操作。操作可包括：获取所述混合电力系统的负荷预测；获取多个电力资产组中的每个电力资产组的电力可用性预测和能量成本预测；执行至少一个预期优化以确定用于所述多个电力资产组的调度的有功功率命令，所述调度的有功功率命令优化所述混合电力系统的总运行成本；跟踪所述混合电力系统的在线负载；跟踪所述多个电力资产组的在线电力可用性和在线能量成本；执行至少一个在线优化以确定用于所述多个资产功率组的在线有功功率命令，所述在线有功功率命令(i)解释所述负载预测与所述在线负载之间的差异，(ii)解释所述功率可用性预测与所述在线功率可用性之间的差异，以及(iii)优化所述混合电力系统的总操作成本；以及基于调度的有功功率命令和所述在线有功功率命令来操作所述多个电力资产组。
[0009]在另一方面，混合电力系统可包括：多个电力资产组和一个控制器。多个电力资产组可以包括发电机组组、能量存储系统组、光伏组或电网连接中的两个或更多个。所述控制器可以包括：至少一个存储指令的存储器；以及至少一个处理器，其可运行地连接到所述存储器，并被配置为执行所述指令以执行运行。操作可包括：获取所述混合电力系统的负荷预测；获取所述多个电力资产组中的每个电力资产组的电力可用性预测和能量成本预测；执行至少一个预期优化以确定用于所述多个电力资产组的调度的有功功率命令，所述调度的有功功率命令优化所述混合电力系统的总运行成本；跟踪所述混合电力系统的在线负载；跟踪所述多个电力资产组的在线电力可用性和在线能量成本；执行至少一个在线优化以确定用于所述多个资产功率组的在线有功功率命令，所述在线有功功率命令(i)解释所述负载预测与所述在线负载之间的差异，(ii)解释所述功率可用性预测与所述在线功率可用性之间的差异，以及(iii)优化所述混合电力系统的总操作成本；以及基于调度的有功功率命令和所述在线有功功率命令来操作所述多个电力资产组。
[0010]应当理解的是，一般描述和下面的详细描述都仅是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的所公开的实施例的限制。
附图说明
[0011]结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了各种示例性实施例，说明书一起用于解释所公开的实施例的原理。
[0012]图1描绘了根据一个或多个实施例的示例性混合电力系统的示意图。
[0013]图2描绘了根据一个或多个实施例的图1的混合电力系统的示范性控制器的示意图。
[0014]图3描绘了根据一个或多个实施例的运行混合电力系统的示例性方法的流程图。
[0015]图4描绘了根据一个或多个实施例的运行混合电力系统的另一示例性方法的流程图。
[0016]图5描绘了根据一个或多个实施例的计算设备的示例。
具体实施方式
[0017]前面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的特征的限制。如本文所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”、“包含”或其其他变型
旨在覆盖非排他性的包含，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，而且可以包括未明确列出的或这种过程、方法、物品或装置所固有的其他元素。术语“或”是分离使用的，使得“A或B中的至少一个”包括A，B，A和A，A和B等。此外，在本专利技术中，相对术语，例如“约”、“基本上”、“一般地”和“大约”用于表示所述值的
±
10％的可能变化。
[0018]如本文所使用的，“在线”活动通常包括在运行期间实时执行的活动，在瞬时基础上，连续地、实时地或接近实时地等执行的活动。“预期的”活动通常包括这样的活动，对于该活动，其结果或实现被调度，不在或不被实时或接近实时地更新，至少部分地是非瞬时的、非连续的，涉及预测、预报、预后的或考虑时间范围的结果等。术语“电力资产”通常包括用于产生、存储和/或供应电力的系统或设备。电力资产的实例包括但不限于发电机组(例如，用于产生电力的发动机和发电机的组合)、光伏(例如，“PV(光伏)”或太阳能)电池、能量存储系统例如蓄电池、燃料电池、电网连接、风力涡轮机、水力发电机、涡轮发电机、反应器等。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运行混合电力系统的方法，包括：获取所述混合电力系统的负载预测；获取多个电力资产组的每个电力资产组的功率可用性预测和能量成本预测；执行至少一个预期优化以确定用于所述多个电力资产组的调度的有功功率命令，所述调度的有功功率命令优化所述混合电力系统的总运行成本；跟踪所述混合电力系统的在线负载；跟踪所述多个电力资产组的在线功率可用性和在线能量成本；执行至少一个在线优化以确定用于所述多个电力资产组的在线有功功率命令，所述在线有功功率命令(i)考虑所述负载预测和所述在线负载之间的差异，(ii)考虑所述功率可用性预测和所述在线功率可用性之间的差异，以及(iii)优化所述混合电力系统的所述总运行成本；以及基于所述调度的有功功率命令和所述在线有功功率命令来运行所述多个电力资产组。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负载预测、所述功率可用性预测、所述能量成本预测以及所述预期优化为周期性地更新。3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述功率可用性预测或所述能量成本预测中的一个或多个的至少一部分基于每个单独电力资产的相应的最佳性能映射；以及所述相应的最佳性能映射以比第二速率慢的第一速率周期性地更新，用于周期性地更新所述负载预测、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：